離子交換樹脂最大的市場(chǎng),目前仍然在水處理的應(yīng)用上。隨著環(huán)境的污染,水質(zhì)越來越呈現(xiàn)惡化的趨勢(shì)。但同時(shí),各行各業(yè)對(duì)水的質(zhì)量要求也越來越高,對(duì)樹脂的質(zhì)量要求也越來越嚴(yán)。因此,在提高純水質(zhì)量方法上,樹脂仍然是最佳選擇,F(xiàn)對(duì)目前最常用的幾種水處理工藝作簡要的介紹。
一、離子交換床型的分類:
工業(yè)上的常用床型的大致分類如下:
---逆流再生床—單室固定床、雙層床、雙室固定床
——對(duì)流再生——
---浮動(dòng)床——單室浮動(dòng)床、雙室浮動(dòng)床
固定床--——順流再生—— 單室固定床
——雙流再生床 單室固定床
——雙流式單室床
床型 混合床
移動(dòng)床 流動(dòng)床
在上圖的分類中,順流再生單室固定床、逆流再生單室固定床、單室浮動(dòng)床都是一臺(tái)交換器使用一種類型樹脂,屬于單一樹脂的除鹽工藝;而雙層床、雙室固定床、雙室浮動(dòng)床、則屬于強(qiáng)、弱聯(lián)合除鹽工藝,F(xiàn)對(duì)上述主要常用的幾種床型作介紹,并且對(duì)原水的進(jìn)水水質(zhì)和再生劑質(zhì)量要求特說明如下:
1、原水進(jìn)水水質(zhì)要求
項(xiàng)目 |
數(shù)據(jù)(GBJ109-87) |
超標(biāo)后果 |
濁度 |
固定床順流再生<5mg/l
固定床逆流再生<2mg/l |
增加床體的壓差,出力下降 |
活性氯 |
<0.1mg/l |
造成陽樹脂被氧化、斷鏈,樹脂強(qiáng)度急劇下降 |
耗氧量(CODMn) |
<2mg/l |
強(qiáng)陰樹脂被污染,正洗時(shí)間大幅延長,周期制水量下降 |
含鐵量 |
一級(jí)除鹽系統(tǒng)<0.3mg/l
混床<0.1mg/l |
樹脂容量下降,出水水質(zhì)惡化 |
項(xiàng)目 |
指 標(biāo) |
總酸度 % |
≥31 |
鐵 % |
≤0.01 |
項(xiàng)目 |
指 標(biāo) |
NaOH % |
≥30 |
NaCl % |
≤0.01 |
Fe2O3 % |
≤0.001 |
Na2CO3 % |
≤0.2 |
二、順流再生固定床
1、順流再生固定床的優(yōu)點(diǎn):由于其運(yùn)行和再生的方向相同,原水水流和再生液都是從上而下流過樹脂層,因此,其操作方便,設(shè)備制作也相對(duì)簡單。
2、順流再生固定床的缺點(diǎn):由于再生的方向和運(yùn)行的方向相同,再生后保護(hù)層的樹脂再生率比逆流再生方式的低很多。而出水水質(zhì)的好壞,又直接與出水處保護(hù)層樹脂的再生率有關(guān),所以,這種再生率不高的再生方式?jīng)Q定了出水質(zhì)量不好。為了使保護(hù)層中的失效型樹脂的含量盡可能的降低,只有增加再生劑的用量,以保證出水的水質(zhì),故運(yùn)行費(fèi)用較高。
目前,這種床型大多用于軟化水的制備或?qū)λ|(zhì)要求不是很嚴(yán)格的生產(chǎn)上。
3、順流再生的操作步驟:操作步驟一般由反洗、再生、置換、正洗、運(yùn)行五個(gè)主要步序組成:
3.1、反洗:反洗的目的是為了將樹脂運(yùn)行了一個(gè)周期所截留的懸浮物清除干凈,并松動(dòng)樹脂層,防止樹脂結(jié)塊,為再生作準(zhǔn)備。
3.2、再生:再生的目的是將失效的樹脂恢復(fù)交換容量的過程。再生效率的高低是影響出水質(zhì)量和周期制水量的關(guān)鍵。
3.3、置換:用置換水按再生液的流程繼續(xù)對(duì)樹脂進(jìn)行沖洗,使樹脂上部的空間及樹脂層中間再生液充分發(fā)揮作用,不至于浪費(fèi)再生劑,并縮短后續(xù)的正洗時(shí)間。置換用水一般都用本工藝所制的水充當(dāng)。置換流速與再生流速相同。
3.4、正洗:由于置換的流速較慢,時(shí)間也較短(一般60min左右),并且大量的再生劑在置換的過程中都得以利用,因此,在置換后都用該床的進(jìn)水對(duì)樹脂進(jìn)行沖洗,直到出水合格,正洗結(jié)束。正洗流速與運(yùn)行流速相同。
3.5、運(yùn)行:完成上述步驟后,床體可以正式投入運(yùn)行。
通常情況下,我們把離子交換器從運(yùn)行交換過程開始到正洗結(jié)束所累加的時(shí)間稱為交換器的一個(gè)工作周期。
4、離子交換順流再生軟化和除鹽工藝的各樹脂參數(shù)列表如下:
操作步驟 |
項(xiàng)目 |
強(qiáng)酸陽樹脂 |
強(qiáng)堿陰樹脂 |
弱酸陽樹脂 |
弱堿陰樹脂 | ||
反洗 |
水質(zhì) |
清水 |
陽床出水或清水 |
清水 |
清水 | ||
流速m/h |
15-20 |
8-10 |
10-15 |
5-8 | |||
時(shí)間min |
20-30 |
10-20 |
20-30 |
20-30 | |||
反洗膨脹率% |
70-100 |
70-100 |
70-100 |
70-100 | |||
反洗終點(diǎn) |
出水澄清 |
出水澄清 |
出水澄清 |
出水澄清 | |||
排水沉降 |
將樹脂層面的水位降低到距樹脂20cm處 | ||||||
再生 |
再生劑 |
HCl |
NaCl |
NaOH |
HCl |
NaOH | |
稀釋用水 |
所制水 |
軟化水 |
所制水 |
所制水 |
所制水 | ||
再生劑用量
g/mol |
70-80 |
100-120 |
100-120 |
40 |
40-50 | ||
濃度% |
3-4 |
5-8 |
2.5-3.5 |
2-2.5 |
2-3 | ||
再生流速
m/h |
4-6 |
4-6 |
4-6 |
3-5 |
4-6 | ||
最佳溫度℃ |
常溫 |
30 |
常溫 |
常溫 | |||
置換 |
水質(zhì) |
純水 |
軟化水 |
純水 |
純水 |
純水 | |
時(shí)間min |
40-50 |
30 |
60 |
30-40 |
60 | ||
流速m/h |
4-6 |
4-6 |
4-6 |
3-5 |
4-6 | ||
正洗 |
水質(zhì) |
原水 |
原水 |
陽床出水 |
原水 |
陽床出水 | |
時(shí)間min |
15-20 |
20 |
約20-30 |
20-30 |
約20-30 | ||
流速m/h |
20 |
20 |
20 |
20 |
15-20 | ||
終點(diǎn) |
Na+≤500mg/l |
硬度≤0.03mmmol/l |
硅≤100mg/l
電導(dǎo)率≤10us/cm |
用戶根據(jù)要求不同自定 |
Cl-≤0.01 mmmol/l | ||
運(yùn)行 |
流速m/h |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 | |
溫度℃ |
常溫 |
|
常溫 |
常溫 |
常溫 | ||
失效終點(diǎn) |
Na+≥500mg/l |
硬度硬度≥0.03mmmol/l |
硅≥100mg/l
電導(dǎo)率≥10us/cm |
用戶根據(jù)要求不同自定 |
Cl-≥0.01 mmmol/l |
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